Сенсоры CMOS OmniVision. Технические характеристики и сравнение.

Компания OmniVision была основана в 1995 году в США, первые успешные разработки касались аксессуаров для мобильных телефонов: датчики и сенсоры.

Сегодня матрицы компании — это передовые решения, используемые при обработке фото- и видеоизображения. Производимая продукция используется в разных отраслях высоких технологий: видеонаблюдении, камерах мобильных устройств: ноутбуках, смартфонах, планшетах, вэб камерах; летательных дронах, автомобильных видеорегистраторах, камерах заднего вида, в медицине.

На начало 2019 года выделим четырех наиболее крупных производителей CMOS (КМОП) сенсоров:

Есть еще: Teledyne e2v, Toshiba, Nikon, Panasonic, но их объем матриц на мировом рынке по сравнению с первыми незначителен.

Nyxel

На сегодня Sony считается лидером по объему продаж CMOS матриц, его доля в 2018 году составляет не менее 40% рынка.

По технологиям OmniVision идет сразу вслед за Sony, так в 2017 году компанией была разработана революционная технология «Nyxel», которая улучшает ночное зрение устройств, работающих на этих матрицах, и уменьшает энергопотребление.

«Nyxel» от компании OmniVision в три раза увеличивает квантовую эффективность, позволяя получать четкие и яркие изображения в условиях низкой освещённости.

Вкратце расскажем об остальных современных разработках ОмниВижн, которые применяются в матрицах при построении систем видеонаблюдения, в смартфонах и ноутбуках, автомобильных видеорегистраторах и в медицине.

PureCel Plus

Технология OmniVision, которая увеличивает отклик матрицы, улучшает чувствительность и снижает уровень шума в высоких динамических диапазонах. В условиях низкой освещённости PureCel Plus от OmniVision воспринимает больше света за счет повышения уровня чувствительности сенсора при автоматическом повышении мощности. Также позволяет уменьшить цветовые перекрестные помехи, дополнительно улучшая цветопередачу.

RGB-Ir Technology.

Технология позволяет осуществлять с помощью стандартной видеосъемки биометрическую аутентификацию, обнаруживать жесты, распознавать лица. Активно применяется в современных смартфонах и видеонаблюдении.

OmniPixel 3-GS

OmniPixel 3-GS от ОмниВижн захватывает движущиеся объекты, даже на высоких скоростях, без создания пространственных искажений, а так же позволяет различать невидимые для человеческого зрения изображения.

Датчики изображения OmniVision чувствительны к ближнему инфракрасному свету, который выходит за пределы спектра человеческого глаза.

OmniPixel 3-HS

CMOS процесс OmniPixel 3-HS от компании OmniVision использует технологию освещения для датчиков изображения, которые позволяют снимать при высокой контрастности темных и ярких участках.

OmniPixel3-HS значительно улучшает фото- и видеоизображение в условиях очень низкой освещенности, технология особенно востребована для создания миниатюрных, компактных решений: камер мобильных телефонов, ноутбуков, автомобильных камер заднего вида и прочего, где нет возможности использовать дополнительное освещение.

OmniBSI-2 Technology

OmniBSI-2 позволяет проектировать матрицы по 65 нм процессу, за счет этого снизилось энергопотребление и тепловыделение сенсоров OmniVision, что в свою очередь позволило добиться более высокого качества изображения. За счет оптимальной компоновки пикселей и уменьшения их размера благодаря разработке Bsi-2 удалось увеличить количество кристаллов на одну пластину, что позволяет производить самые высокотехнологичные пиксельные сенсоры.

Для КМОП сенсоров OmniVision свойственны указанные параметры:

Рассмотрим характеристики самых популярных матриц OmniVision, которые повсеместно применяются в камерах видеонаблюдения, смартфонах, ноутбуках, авторегистраторах.

OmniVision OV2710

Недорогая 2Мп CMOS матрица компании с разрешением Full HD, разработанная специально для цифровых видеокамер, регистраторов, ноутбуков, вэб-камер и других мобильных устройств, для которых важны компактные размеры и цифровое видео высокого качества. OV2710 появился одним из первых на рынке с разрешением 1920×1080 и работающий на частоте 30 кадров в секунду. В модуле OV2710-1E используется OmniPixel3-HS, про которую мы упоминали ранее.

Матрица OV2710 обладает отличными техническими характеристиками: хорошо справляется с работой при недостаточной освещенности и в условиях контрастного света.

OmniVision OV4689

4-мегапиксельный чип для экшн-камер и стационарных камер видеонаблюдения. Многие пользователи по праву считают OmniVision OV4689 одним из лучших для съемки движущихся объектов при недостаточной освещённости. Если добавить к этому сенсору зум-объектив, то можно даже снимать быстродвижущиеся удаленные объекты в хорошем качестве.

В зависимости от задачи выставляйте нужный режим работы.

Матрица OmniVision OV4689 построена на 2-микронном пикселе с применением технологии Omni BSI-2, благодаря чему обеспечивает сверхчувствительность сенсора при слабом освещении и высокий динамический диапазон (HDR). Большая частота кадров сенсора позволяет получать четкое изображение быстродвижущихся объектов. То есть камера с модулем OV4689 окажется незаменимым помощником при съемке экстремально скоростных видов спорта или позволит считывать номера авто с быстродвижущихся объектов.

OmniVision OV4689 — на сегодняшний день это одно из лучших предложений на рынке по соотношению цены к качеству.

OmniVision OV9712

Проверенная временем 1Мп матрица используется, в основном, в недорогих автомобильных видеорегистраторах и вэб-камерах. Сейчас таким качеством записи уже никого не удивишь, размер матрицы 1/4″, что стандартно для подобного рода устройств. Электроника, построенная на OV9712, достаточно надежна и не вызывает проблем. К плюсам можно отнести очень низкое энергопотребление — всего 110 милливатт при полной нагрузке. Видеорегистратор не придется постоянно держать на зарядке. Сенсор omniVision выдерживает морозы до — 30C, регистраторы можно смело оставлять зимой на ночь в машине.

OmniVision OV9732

Улучшенная матрица модели OV9712 сильно отличается от своего предшественника.

По началу может показаться, что две модели сенсоров очень похожи по своим техническим характеристикам. Обе имеют разрешение 1Мп 1280×720 и одинаковый размер матрицы, это так, но дальше их пути расходятся.

Чип OV9732 ультракомпактный по своим габаритам, он на 35% меньше, но при этом значительно превосходит по быстродействию. OV9732 выполнен по современной технологии Omni Pixel 3 — HS, что позволяет раскрыть весь свой потенциал при работе с неблагоприятными условиями освещения.

Стоит отметить, что энергоэффективность у OV9732 стала еще лучше, чем у 9712 и составляет 99 милливатт при полной нагрузке и 36 милливатт в режиме ожидания (очень низкое энергопотребление).

Благодаря своим крохотным размерам и низкому потреблению электричества CMOS (КМОП) матрицы OV9732 активно применяются в системах умного дома и беспроводных wi-fi камерах, которые работают от аккумуляторных батарей.

OmniVision OV2680 и OV2685

OV2680 (RAW) и OV2685 (SoC) являются экономичными 2-мегапиксельными матрицами с низким энергопотреблением. Предназначены в первую очередь для мобильных телефонов, смартфонов и планшетов.

Матрица имеет размер 1/5″, а размер пикселя составляет 1,75-микрон. OV2680 и OV2685 разрабатываются с применением OmniPixel3-HS, которая создает высококачественные 2-мегапиксельные изображения и видео при потоке 30 кадров в секунду.

Сенсоры OV2680 и OV2685 имеют разрешение 1616×1216, что формирует изображение с пропорциями 4:3. Такой формат часто используется в фронтальных камерах смартфонов и планшетах.

Модели чипов OV2680 и OV2685 получили положительные отзывы среди пользователей мобильных устройств, потому как формируют качественное видеоизображение даже в условиях низкой освещенности.

OmniVision OV7950 (OV7955)

Omni Vision предлагает достойное решение, выпустив обновленную модель матрицы OV7955, предыдущая модель OV7950 была очень схожа по техническим характеристикам, но по отзывам люди частенько жаловались на шумы при недостатке света. Обновленная версия лишена этого недостатка и обладает превосходной чувствительностью сенсора в ультракомпактном размере модуля, что делает его идеальным решением для камер заднего вида, объемного обзора и систем обнаружения слепых зон.

Модуль OV7955 приобрел поддержку Omni Pixel3-HS, которая обладает наилучшей светочувствительностью при слабом освещении, и отличными характеристиками в отношении сигнал / шум (SNR).

Поскольку матрица OV7955 предназначена в первую очередь для автомобильных камер, то она рассчитана на большой перепад температур и эксплуатацию в диапазоне от -40°С до +105°С.

OmniVision OV12a10 (OV12A1B)

12-мегапиксельные датчики от компании ОмниВижн с поддержкой современной PureCel Plus ориентированы для эксплуатации в двойных и одиночных камерах мобильных телефонов (смартфонов).

OmniVision OV12A10 — это современный цветной сенсор для мобильных аппаратов, модель OV12A1B — это монохромное решение при почти полностью идентичных технических характеристиках.

Обе матрицы OmniVision выполнены по 1,25 микронной технологии и предназначены для эксплуатации в качественных смартфонах со всеми передовыми функциями: оптическим зумом, широким динамическим диапазоном (HDR), стабилизатором изображения и пр. Отличным примером реализации будет использование сенсора OV12a10 и линзы Sunny в Xiaomi Redmi 5 Plus. Всем рекомендую. Если сомневаетесь, в интернете достаточно отзывов по качеству фото- и видеокамеры с нашим подопытным.

OV12a10 ничуть не уступает по качеству конкурирующим с ней 12Мп матрицам Sony, но по цене, скорее всего, окажется для производителей мобильных устройств дешевле, а значит, и вам не придется переплачивать за бренд.

OmniVision OV13855 (OV13850)

Поскольку OV13850 уже устарела и снята с производства, рассматривать будем OmniVision OV13855 — это третье поколение, которое получило поддержку PureCel Plus, в отличие от предыдущей версии OV13850.

13Мп матрицей OV13855 в 2018 году обзавелись известные всему миру смартфоны Xiaomi Redmi Note 5. В обзорах ее сравнивают даже с 20Мп (Sony IMX376). Сенсор OV13855 выдает более качественные снимки, чем 12Мп сенсор OV12a10, используемый в Redmi 5 Plus и Mi 5.

Запись видео — это отдельная история. Матрица камеры обладает следующими характеристиками:

Сенсор ОмниВижн ov13855 в купе с качественной программной и хардвардной (железной) частью = Xiaomi Redmi Note 5 (а это один из самых продаваемых смартфонов в России в 2018 году).

Автор: Дмитрий Самохвалов, технический редактор компании Rucam-Video.

Вопросы, замечания и предложения пишите на: samohvalov@rucam-video.ru

2019-01-09

Комментарии

Реклама

Рынок авторегистраторов сейчас пересыщен – можно найти практически одинаковые модели по техническим характеристикам, которые по цене будут отличаться в 2-3 раза. Дело не только в бренде, за который многие производители берут приличную сумму. Во многом стоимость определяют используемые в видеорегистраторе процессор и матрица – два основополагающих компонента для качественной видеозаписи. И если на первый взгляд никаких отличий нет, то в действительности же от качества видеопроцессора будет зависеть едва ли не всё.

К примеру, качественные CMOS-матрицы от американской компании OmniVision, специализирующейся на разработке решений для систем видеонаблюдения, будут давать картинку с минимумом шумов. Многие решения этого производителя уже несколько лет используются в профессиональных видеокамерах для охранных систем. Они формируют изображение с достаточной цветопередачей даже в условиях минимальной освещённости, при этом количество шумов увеличивается незначительно.

Почему мегапиксели – не главное?

Покупая видеорегистратор, многие владельцы гонятся за мегапикселями, ошибочно считая, что чем больше будет этот показатель, тем лучшее качество записи они получат. При этом во многих старых матрицах в видеорегистраторах разрешение всего 5 мегапикселей, а в новых – и вовсе 2,1 мегапикселя. И поверьте – такие матрицы передают картинку на порядок лучше. Все дело в развитии CMOS-технологии, по которой и производятся мегапиксельные матрицы для видеорегистраторов.

Для неё свойственны следующие характеристики:

• Разрешение матрицы, которое прямо зависит от количества пикселей.
• Размер матрицы, определяющий количество света, попадающего на нее. Зависимость здесь также прямая.
• Размер пикселей, от которого также зависит количество попадающих лучей света.
• Чувствительность матрицы, зависящая от размера пикселей – параметр, определяющий восприимчивость видеопроцессора к попаданию световых лучей.
• Соотношение сигнала и шума, от которого зависит качество съёмки матрицы в тёмное время суток.

Чтобы понятнее объяснить отличия разных матриц американского производителя, нужно рассмотреть конкретные их модели с оглядкой на стоимость и класс устройств, в которых они устанавливаются

OmniVision OV2710

По сути, одна из самых бюджетных матриц компании. Согласно отзывам людей, которые стали обладателями регистраторов с этим видеочипом, он отлично проявляет себя в тёмное время суток и обеспечивает минимальное количество шумов. По данным от производителя, это FullHD CMOS-сенсор, который разрабатывался для получения видео высокой чёткости с видеорегистраторов, веб-камер и других компактных видеозаписывающих устройств. Двухмегапиксельная матрица призвана покрыть спрос потребителей на недорогие решения, способные записывать видео в HD-качестве.

Это один из первых полноценных FullHD-сенсоров на рынке, который позволяет пользователям снимать видео в разрешении 1920×1080 при 30 fps. Изготавливается он по 3мкм технологии с высокочувствительными пикселями OmniPixel3-HS. Максимальный динамический диапазон, который обеспечивает камера, составляет 69 дБ, а соотношение сигнал/шум при этом всего 40 дБ. Работает этот сенсор в любых условиях – он обеспечивает отличное качество картинки при ярком свете или даже в полной темноте (до 15 люксов).

OmniVisionOV4689

Более дорогое решение для видеорегистраторов. Российские пользователи утверждают – это один из лучших сенсоров для съёмки ночью. Четырехмегапиксельный CMOS-датчик снимает в разрешении 2688х1520 (соотношение сторон 16:9). Используется он в основном в системах видеонаблюдения, однако последнее время часто встречается и в видеорегистраторах. В нем используются пиксели размером 2 микронаOmniBSI-2, которые обеспечивают сенсору лучшую светочувствительность в своём классе и расширенный динамический диапазон (HDR).

Сенсор может захватывать в полном разрешении 4-мегапиксельное видео с 90 fps, в FullHD с 120 fps и в HD с 180 fps. Большая частота кадров позволяет датчику получать чистые снимки быстродвижущихся объектов. Для видеосъёмки используются фреймовый «последовательный HDR» или строчный «шахматныйHDR». Второй вариант по сравнению с первым обеспечивает меньше артефактов во время движения и снижает требования к памяти видеорегистратора для обработки. Эти режимы позволяют получать полноценное 4-мегапиксельное HDR-видео при слишком ярком или слишком тусклом освещении, обеспечивая максимальный контраст картинки.

OmniVisionOV5645

Это 5-мегапиксельный высокопроизводительный сенсор, который идеально подходит для многих компактных видеорегистраторов и смартфонов бюджетного сегмента. Датчик CameraChip здесь заменяет DVP-интерфейс и дорогостоящий JPEG-компрессор, позволяя делать чип более дешевым и компактным. Встроенная функция управления автофокусом делает сенсор максимально бюджетным, из-за чего производители часто используют его в разных моделях компактных устройств.

Сенсор часто встречается в китайских видеорегистраторах. Размер пикселей здесь составляет 1,4 микрона, это позволяет камере снимать HD-видео с частотой 60 fps и FullHD-видео с частотой 30 fps, обеспечивая вывод и передачу данных в любой формат. В условиях недостаточной освещённости снимает OV5645 достаточно посредственно, вполне оправдывая свою стоимость.

OmniVisionOV5680

Пятимегапиксельный сенсор OV5680 имеет OmniBSI-2 пиксели размером 1,75 мкм, за счёт которых его производительность приближается к полноценным цифровым видеокамерам. Этот CMOS-датчик обеспечивает идеальное качество картинки при съёмке в FullHD качестве с 30 fps. Скорости при этом может не хватать для записи быстроперемещающихся автомобилей.

В датчике используется встроенный скейлер, который обеспечивает захват видео в FullHD качестве без задержек. Он также сам выполняет электронную стабилизацию картинки, сохраняя полноценное качество при записи 1080p видео. Для более требовательных владельцев устройств бюджетного сегмента предусмотрена возможность съёмки HD-видео при 60 fps. При таких условиях на видео минимизируется количество пространственных артефактов и исправляются проблемы с краями изображения, в результате чего получается чистая чёткая картинка лучшего качества в классе.

OmniVisionOV10633

Специализированный бюджетный датчик для автомобильных видеорегистраторов, IP-камер и систем HDcctv. В нём сочетаются HD-разрешение и расширенный динамический диапазон вместе с матрицей размером 1/3 дюйма. В сенсоре компания внедрила запатентованную технологию обработки видео, которая обеспечивает динамический диапазон 115 дБ. За счёт этого на видео получается отличная картинка с цветами из WDR-диапазона. Датчик базируется на пикселях OmniPixel3-HS размером 4,2 мкм, которые позволяют получать HD-видео с 30 fps при предельно низком освещении, захватывая мелкие детали в любой обстановке.

Как видите, большое разнообразие матриц с разрешением от 1 до 5 мегапикселей, разработанных по новейшим технологиям и используемых в видеорегистраторах, позволяет даже бюджетным гаджетам качественно обрабатывать картинку в условиях недостаточной освещённости.

Продолжить чтение

Рынок авторегистраторов сейчас пересыщен – можно найти практически одинаковые модели по техническим характеристикам, которые по цене будут отличаться в 2-3 раза. Дело не только в бренде, за который многие производители берут приличную сумму. Во многом стоимость определяют используемые в видеорегистраторе процессор и матрица – два основополагающих компонента для качественной видеозаписи. И если на первый взгляд никаких отличий нет, то в действительности же от качества видеопроцессора будет зависеть едва ли не всё.

К примеру, качественные CMOS-матрицы от американской компании OmniVision, специализирующейся на разработке решений для систем видеонаблюдения, будут давать картинку с минимумом шумов. Многие решения этого производителя уже несколько лет используются в профессиональных видеокамерах для охранных систем. Они формируют изображение с достаточной цветопередачей даже в условиях минимальной освещённости, при этом количество шумов увеличивается незначительно.

Почему мегапиксели – не главное?

Покупая видеорегистратор, многие владельцы гонятся за мегапикселями, ошибочно считая, что чем больше будет этот показатель, тем лучшее качество записи они получат. При этом во многих старых матрицах в видеорегистраторах разрешение всего 5 мегапикселей, а в новых – и вовсе 2,1 мегапикселя. И поверьте – такие матрицы передают картинку на порядок лучше. Все дело в развитии CMOS-технологии, по которой и производятся мегапиксельные матрицы для видеорегистраторов.

Для неё свойственны следующие характеристики:

• Разрешение матрицы, которое прямо зависит от количества пикселей.
• Размер матрицы, определяющий количество света, попадающего на нее. Зависимость здесь также прямая.
• Размер пикселей, от которого также зависит количество попадающих лучей света.
• Чувствительность матрицы, зависящая от размера пикселей – параметр, определяющий восприимчивость видеопроцессора к попаданию световых лучей.
• Соотношение сигнала и шума, от которого зависит качество съёмки матрицы в тёмное время суток.

Чтобы понятнее объяснить отличия разных матриц американского производителя, нужно рассмотреть конкретные их модели с оглядкой на стоимость и класс устройств, в которых они устанавливаются

OmniVision OV2710

По сути, одна из самых бюджетных матриц компании. Согласно отзывам людей, которые стали обладателями регистраторов с этим видеочипом, он отлично проявляет себя в тёмное время суток и обеспечивает минимальное количество шумов. По данным от производителя, это FullHD CMOS-сенсор, который разрабатывался для получения видео высокой чёткости с видеорегистраторов, веб-камер и других компактных видеозаписывающих устройств. Двухмегапиксельная матрица призвана покрыть спрос потребителей на недорогие решения, способные записывать видео в HD-качестве.

Это один из первых полноценных FullHD-сенсоров на рынке, который позволяет пользователям снимать видео в разрешении 1920×1080 при 30 fps. Изготавливается он по 3мкм технологии с высокочувствительными пикселями OmniPixel3-HS. Максимальный динамический диапазон, который обеспечивает камера, составляет 69 дБ, а соотношение сигнал/шум при этом всего 40 дБ. Работает этот сенсор в любых условиях – он обеспечивает отличное качество картинки при ярком свете или даже в полной темноте (до 15 люксов).

OmniVision OV4689

Более дорогое решение для видеорегистраторов. Российские пользователи утверждают – это один из лучших сенсоров для съёмки ночью. Четырехмегапиксельный CMOS-датчик снимает в разрешении 2688х1520 (соотношение сторон 16:9). Используется он в основном в системах видеонаблюдения, однако последнее время часто встречается и в видеорегистраторах. В нем используются пиксели размером 2 микрона OmniBSI-2, которые обеспечивают сенсору лучшую светочувствительность в своём классе и расширенный динамический диапазон (HDR).

Сенсор может захватывать в полном разрешении 4-мегапиксельное видео с 90 fps, в FullHD с 120 fps и в HD с 180 fps. Большая частота кадров позволяет датчику получать чистые снимки быстродвижущихся объектов. Для видеосъёмки используются фреймовый «последовательный HDR» или строчный «шахматный HDR». Второй вариант по сравнению с первым обеспечивает меньше артефактов во время движения и снижает требования к памяти видеорегистратора для обработки. Эти режимы позволяют получать полноценное 4-мегапиксельное HDR-видео при слишком ярком или слишком тусклом освещении, обеспечивая максимальный контраст картинки.

OmniVision OV5645

Это 5-мегапиксельный высокопроизводительный сенсор, который идеально подходит для многих компактных видеорегистраторов и смартфонов бюджетного сегмента. Датчик CameraChip здесь заменяет DVP-интерфейс и дорогостоящий JPEG-компрессор, позволяя делать чип более дешевым и компактным. Встроенная функция управления автофокусом делает сенсор максимально бюджетным, из-за чего производители часто используют его в разных моделях компактных устройств.

Сенсор часто встречается в китайских видеорегистраторах. Размер пикселей здесь составляет 1,4 микрона, это позволяет камере снимать HD-видео с частотой 60 fps и FullHD-видео с частотой 30 fps, обеспечивая вывод и передачу данных в любой формат. В условиях недостаточной освещённости снимает OV5645 достаточно посредственно, вполне оправдывая свою стоимость.

OmniVision OV5680

Пятимегапиксельный сенсор OV5680 имеет OmniBSI-2 пиксели размером 1,75 мкм, за счёт которых его производительность приближается к полноценным цифровым видеокамерам. Этот CMOS-датчик обеспечивает идеальное качество картинки при съёмке в FullHD качестве с 30 fps. Скорости при этом может не хватать для записи быстроперемещающихся автомобилей.

В датчике используется встроенный скейлер, который обеспечивает захват видео в FullHD качестве без задержек. Он также сам выполняет электронную стабилизацию картинки, сохраняя полноценное качество при записи 1080p видео. Для более требовательных владельцев устройств бюджетного сегмента предусмотрена возможность съёмки HD-видео при 60 fps. При таких условиях на видео минимизируется количество пространственных артефактов и исправляются проблемы с краями изображения, в результате чего получается чистая чёткая картинка лучшего качества в классе.

OmniVision OV10633

Специализированный бюджетный датчик для автомобильных видеорегистраторов, IP-камер и систем HDcctv. В нём сочетаются HD-разрешение и расширенный динамический диапазон вместе с матрицей размером 1/3 дюйма. В сенсоре компания внедрила запатентованную технологию обработки видео, которая обеспечивает динамический диапазон 115 дБ. За счёт этого на видео получается отличная картинка с цветами из WDR-диапазона. Датчик базируется на пикселях OmniPixel3-HS размером 4,2 мкм, которые позволяют получать HD-видео с 30 fps при предельно низком освещении, захватывая мелкие детали в любой обстановке.

Как видите, большое разнообразие матриц с разрешением от 1 до 5 мегапикселей, разработанных по новейшим технологиям и используемых в видеорегистраторах, позволяет даже бюджетным гаджетам качественно обрабатывать картинку в условиях недостаточной освещённости.

Источник: http://www.videoregobzor.ru/omivision/

Используемые источники:

• https://rucam-video.ru/obzory-i-testy/cmos-matricy-omnivision.html
• https://www.videoregobzor.ru/omivision/
• https://avto-inspector.ru/2018/02/13/все-что-нужно-знать-про-omnivision-ov2710-ov4689-ov5645-ov5680-ov10633/